斯堪尼亚为屡获殊荣的长途运输卡车开发节油驾驶员支持系统
挑战
解决方案
结果
- 减少了开发时间和工作量
- 模型覆盖率增加
- 回归测试时间减少
“Simulink在我们开发过程的两个阶段特别有帮助。在早期，它帮助我们尝试新想法，并想象它们将如何工作。在生成代码并进行车载测试后，我们可以运行多次模拟，优化设计，并为下一次迭代重新生成代码。”
Jonny Andersson，斯堪尼亚报道
低效的驾驶技术会增加碳排放，并使燃料消耗增加10%。对于一家拥有20辆卡车，每辆卡车每年行驶12万公里(7.5万英里)的公司来说，这意味着200吨额外的二氧化碳排放和6.6万欧元的额外成本。
斯堪尼亚的驾驶员支持系统通过仪表盘控制台向驾驶员提供即时反馈。该系统有助于提高驾驶技术，提高燃油经济性，提高驾驶安全性，减少刹车和其他部件的磨损。Scania Driver Support现已在Scania r系列卡车上投入生产，使用MathWorks工具进行基于模型的设计。
Scania首席工程师Jonny Andersson解释说:“在Simulink中对系统建模使我们能够定义架构，可视化设计，并在早期阶段运行模拟来调试设计。”“使用Embedded Coder，我们为早期的实时原型以及生产系统生成了代码。因此，我们在模型中而不是在低级代码中细化了设计。”
挑战
为了降低成本，斯堪尼亚希望根据车辆现有传感器的输入来分析驾驶场景。因此，几个关键指标必须从数学上推导出来。该系统将有超过100个输入，其中大部分通过CAN总线，包括单个车轮速度、发动机扭矩、发动机转速、车辆速度和正在使用的齿轮。开发将这些输入转化为驾驶员性能评估的算法是该项目的关键挑战。
斯堪尼亚希望缩短开发时间，并能够在实际ECU上对设计进行早期验证。他们还需要开发和评估驱动器显示面板的不同设计。
斯堪尼亚需要一个模拟环境，使工程师能够在开发早期测试想法，然后使用模拟和代码生成来减少道路测试和原型的数量。
解决方案
斯堪尼亚工程师使用MathWorks的基于模型的设计工具来建模和模拟驱动支持系统，开发原型用户界面，并为原型和生产目标生成嵌入式代码。
该团队将设计划分为子系统，以评估驾驶员的山地驾驶、刹车使用、档位选择和预期。这些子系统与控制显示的组件一起使用Simulink建模®．他们使用状态流®建模控制逻辑，确定何时驾驶条件是安全的，以便向驾驶员提供更新。
斯堪尼亚工程师在道路测试期间从CAN总线上收集了各种地形和交通状况的卡车传感器数据，然后在Simulink中使用传感器数据作为输入对系统进行模拟。此外，他们还模拟了在实际驾驶测试中难以或不可能重现的故障条件和其他操作条件。
使用MATLAB®，团队开发了一个显示Scania驱动程序支持输出的原型用户界面。MATLAB编译器™他们创建了用于卡车的接口的独立可执行文件。
团队使用Embedded Coder生成代码®并将其部署到原型ECU上，实现实时道路测试。
在整个开发过程中，他们使用Simulink中的Model Advisor工具来确保模型符合Scania建模标准。这些标准是基于从类似的基于Simulink的项目和MAAB指南中学到的经验教训。许多都是使用Simulink Check™作为定制的Model Advisor检查来实现的，以使它们更容易遵循。
在模拟过程中，团队使用Simulink Coverage™分析模型覆盖率并识别设计中未测试的元素。
在通过模拟和道路测试彻底测试系统后，他们使用嵌入式编码器为目标ECU生成了生产代码。ECU现已部署在斯堪尼亚r系列卡车上。早期测试显示，使用该系统的司机最多减少了11%的燃料消耗。
斯堪尼亚r系列卡车获得年度国际卡车奖。评审团将斯堪尼亚驾驶员支持系统描述为“一种创新的学习工具，能够为道路上的驾驶员提供持续和主动的评估。”
结果
减少了开发时间和工作量．“与手工编码相比，MathWorks工具可能使我们至少提前6个月完成项目，”Andersson说。“如果没有MathWorks工具，我们可能不得不为项目增加另一名工程师，但有了Simulink和Embedded Coder，我们可以专注于更高层次的算法设计。”
模型覆盖率增加．使用Simulink Coverage，斯堪尼亚在测试期间执行了条件覆盖率和决策覆盖率分析，并实现了95%以上的模型覆盖率。
回归测试时间减少．Simulink将回归测试所需的时间从3小时减少到20分钟，可以与许多其他测试一起在夜间进行。
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